影响综放工作面回采率的因素思考

影响综放工作面回采率的因素思考

赵国坚

【摘要】综放顶煤开采工艺，是煤矿开采作业中最常见的一种工艺技术，不仅可以明显提升煤炭开采效率，还可以有效节约能源，符合当今时代的发展理念。而对综放开采的重要评价指标就是回采率。基于此，论文重点针对影响综放工作面回采率的因素进行了详细的分析，以供参考。

【关键词】综放工作面，回采率，影响因素

Fully mechanized top coal caving mining technology is the most common technology in coal mining operations, which can not only significantly improve the efficiency of coal mining, but also effectively save energy, in line with the development concept of the times. The important evaluation index of fully mechanized top coal caving mining is the recovery rate. Based on this, the paper focuses on the factors affecting the recovery rate of fully mechanized top coal caving face for reference.

Key words: fully mechanized caving face, mining rate, influencing factors

1 引言

要想提升煤炭资源的开采率和利用率，就必须要重视综放工作面回采率的提升。而在实际的开采放顶煤的时候，在地质条件、煤层条件以及开采工艺等因素的影响下，难免会造成少数煤炭资源的损失。在中国综放顶煤工艺应用越来越广泛的同时，如何提升综放工作面的回采率也成为相关工作人员必须要解决的一个问题。

2 煤炭损失因素分析

如图1为全国煤矿综放工作面回采率的对比。通过下图可知，各大煤矿在综放顶煤开采过程中均会产生不同程度的煤炭损失。而造成煤炭损失的因素主要包含以下四方面。

图1 同行业综放工作面回采率对比

2.1 工艺损失

所谓工艺损失，指的是与采煤工艺有关的、无法完全避免的损失，又可以称为放煤损失。在所有的综采放顶煤的损失中，工艺损失占据30%--50%，一般情况下，工艺损失的产生与以下几方面的因素有关：第一煤层厚度、第二煤体性质、第三放煤步距、第四支架类型与型号。要想加强工艺损失的控制，就必须要重视工艺管理，对工艺技术进行优化。

2.2 初采损失

在开采初期，裸露在外部的顶煤面积比较小，故而支承压力与峰值存在一定的距离，顶煤受到的破坏也不严重，破碎难度较大。如果顶煤没有及时脱落，那么一些体积或者硬度偏大的煤块就不容易冒落，而没有来得及放下的顶煤就会聚集在采空区，对回采率产生影响。而硬度较大的煤体，破碎难度太大、强度也太大，所以也会严重影响开采初期的煤炭损失率。另外，顶板是否稳定、坚固，也与开采初期的煤炭损失率有着直接的影响。

根据相关人员的调研与分析发现，如果煤体没有较高的坚固系数，那么当支架到达切巷煤帮后就可以立刻展开顶煤工作。此时，切巷以上6m--7m的顶煤就会产生不同程度的损失。如果煤体是中硬煤，即有着大小适中的坚固系数，只需要辅助以正确的处理技术，就可以将顶煤损失缩小到15m之内。但是宽度不足15m的顶煤依然会出现不同程度的损失。如果煤体有着很强的硬度，无法直接放顶煤，那么就必须要先进行松动处理，而此时产生的顶煤损失宽度为20m。由此可见，要想加强煤炭损失的控制，就必须要将切巷的宽度控制在7m以上，将液压支架的控顶宽度控制在5m以上。

2.3 端头损失

在实际工作中，为了提升综放工作面端头的安全性，提升机尾与机头处顶煤的稳定性，放顶煤都会安排2台到3台的液压支架。但是这样做，就必然会产生一定的端头损失。而大多数情况下，端头损失的煤炭量都会远超预计。究其原因，主要包含以下几方面的因素。第一，煤炭的硬度不合适。如果硬度过大，就会增大顶煤悬臂冒落的难度；如果硬度过小，又会导致顶煤的提前下落。所以端头支架的稳定性得不到保证。第二，输送机的机尾和机头高度不合理，过高就会使顶煤掉落的位置偏离提前设定好的溜槽。第三，煤层赋存的倾角不合理，工作面长度与端头损失率有着直接的关系，放煤的支架越多、支架支护越宽、放煤厚度越厚，端头损失率越大，而工作面长度越长，则端头损失率越低。

2.4 末采损失

在综放工作面上，顶煤通常与液压支架之间会接触，液压支架发挥着支撑的作用。当煤炭开采到停采线位的时候，就需要暂停放顶煤，目的是提升液压支架运出的安全系数，确保液压支架可以顺利的由底层上升至顶层。而在这一过程中，部分煤炭就存在着无法顺利冒落的现象，进而产生损失。所以，停采措施与末采损失有着直接的关系。末采损失宽度越大、放煤厚度越大、留顶煤至停采线距离越大，末采损失率就越大，而工作面的推进长度越长，末采损失率反而越小

^[1]。

2.5 地质构造损失

断层会破坏煤层连续性和加大开采的难度，影响回采煤量。根据断层断距的大小，可分为以下两种情况：当断层落差大于煤层厚度时，断层将煤层完全断开；当断层落差小于煤层厚度时，煤层未全部断开。由于受断层的影响，需要留设保护煤柱，但这样就会影响煤炭采出量。在回采过程中，如果工作面内出现断层，那么在工作面过断层时，断层附近煤炭无法回采，便会影响煤炭采出量，进而降低工作面回采率。

3 综放工作面回采率的提升对策

3.1 加强端头支护

要想有效提升综放工作面的回采率，就必须要加强端头支护，实现综放工作面放煤长度的延长。经过多年的经验，发现对综放工作面两端放顶煤的两架支架进行创新，将之改造成端头过度支架，不仅可以有效处理机头移架问题，还可以有效避免出现机头被邻近端头支架三角煤带冒落埋住的情况。

3.2 明确放煤步距

要想有效提升综放工作面的回采率，就必须要明确放煤步距。切顶线下冒落的顶煤是否可以顺利的进入放煤口，且不会出现煤炭损失，必须要充分考虑以下三方面的因素：第一顶煤跨落角，第二放煤高度，第三支架放煤口位置。无论是放煤步距过大，还是放煤步距过小，都会对顶煤回放产生严重的影响。经过反复的尝试与实践，发现将放煤步距控制在1.2m，可以达到最佳的放煤效果。而将放煤步距控制到1.2m的同时，再使用两刀一放的工艺，就可以实现回采率的最大化。

3.3 加强支架放煤口高度与放煤方式的控制

要想有效提升综放工作面的回采率，就必须要加强放煤方式与支架放煤口高度的控制。

首先，综放工作面的放煤方式与综放工作面的回采率有着直接的联系。常用的综放工作面放煤方式有以下三种。不同的放煤方式，回采率也不同。第一单轮顺序放煤方式，其回采率最高79.2%；第二多轮顺序放煤方式，其回采率最高80.4%；第三多轮间隔放煤方式，其回采率最高86.4%。所以，多轮间隔放煤方式的使用，对于回采率的提升有着积极的促进作用。

其次，回采率也受到支架放煤口高度的影响。如果直接顶能够做到随采随冒，且冒落的高度与放煤高度相协调，那么采空区就不会频繁出现丢煤现象。而根据大量的实践证明，将支架放煤口的高度调整到一个较低的高度，综放工作面的回采率就可以提升至83%。也就是说，在条件允许的情况下，低位放煤不仅是一种降尘方式，还可以显著提升综放工作面的回采率。

3.4 提升地压破煤的利用率

要想有效提升综放工作面的回采率，就必须要提升地压破煤的利用率，最大限度的降低初采阶段的煤炭损失。因为在综放回采工作面初次来压以前，要想实现顶煤垮落，对于顶煤自身的重量依赖较大。同时，再加上较大的顶煤悬顶长度，过小的顶煤跨落线与水平面夹角，顶煤跨落后，就会有一部分顶煤聚集在支架后面的采空区。而要想解决这一现象，避免不必要的煤炭损失，就可以将顶煤改造成高3m、宽2m的沟槽，使自由面变大，同时再通过地压破煤来加快顶煤跨落。这样，就可以加强初采阶段的煤炭损失控制。

3.5 加强放顶煤开采条件的选择

要想有效提升综放工作面的回采率，就必须要加强放顶煤开采条件的选择。因为地质条件以及实际的开采技术条件会对综放工作面的回采率产生直接的影响，所以相关工作人员必须要引起足够的重视。首先，各大煤矿要想顺利的开展综放开采工作，就必须要科学合理的选择适宜的煤层，不能不切实际的强行推行不适宜煤层。其次，要针对顶板破碎的特点进行相应支架型式的选择，确保顶煤可以充分的破碎。只有这样，才能够最大限度的提升综放工作面的回采率。

3.6 加大放煤操作管理力度

要想有效提升综放工作面的回采率，就必须要加大放煤操作管理力度。首先，各大煤矿要设立放煤工岗位，安排专门的人员从事放煤工工作。其次，对放煤工进行定期的技术培训，确保其始终按照相关规定严格开展工作。再次，优化放煤工的分配制度，激发放煤工的工作积极性。最后，针对放煤情况，要安排专人进行监督、检查，确保放煤效果长期保持在理想状态^[2]。

4 结语

影响综放工作面回采率的因素较多。要想有效提升综放工作面的回采率，就必须要加强端头支护、明确放煤步距、加强支架放煤口高度与放煤方式的控制、提升地压破煤的利用率、加强放顶煤开采条件的选择、加大放煤操作管理力度。

【参考文献】

[1]蔡国起.综放工作面回采率关键影响因素及保证技术分析[J].水力采煤与管道运输,2018(03):200-201+204.

[2]李昂,潘继刚.综放工作面回采率影响因素及提高措施研究[J].内蒙古煤炭经济,2017(16):46-47.